水平井
水平井a点和b点定义
水平井A点和B点定义1. 水平井的概念和作用水平井是一种在油田开发中常用的钻井方式，它与传统的直井钻探方式相比，能够更有效地开采油气资源。
水平井通过在垂直井眼中增加一段水平井段，使得井底能够延伸到油层的更大范围内，从而增加油气的产量和采收率。
水平井的作用主要有以下几个方面： - 增加油气产量：水平井能够更有效地开采油气资源，提高油田的产量。
- 提高采收率：由于水平井能够覆盖更大的油层面积，能够将原本难以开采的油气资源采收出来，提高采收率。
- 减少压力损失：水平井能够减少油井中的流体速度，从而减少压力损失，提高注采效果。
- 延长井底持压时间：水平井能够延长井底持压时间，减少油井的停产时间。
2. 水平井A点和B点的定义在水平井的钻探过程中，为了确定水平井段的位置和长度，需要定义水平井的A点和B点。
2.1 A点的定义A点是指水平井段与垂直井段相交的点，也是水平井段的起始点。
在钻探过程中，通常会在垂直井段达到一定深度后，根据地质条件和工程要求，选择一个适当的位置作为A点。
A点的选择需要考虑以下几个因素： - 油层的产能和厚度：A点应选择在产能较好、厚度较大的油层位置，以便最大限度地开采油气资源。
- 地质构造和断层情况：A点应避开地质构造和断层带，以减少钻井风险。
- 井眼角度和井眼位置：A点的选择需要考虑井眼的角度和位置，以便后续的钻井作业能够顺利进行。
2.2 B点的定义B点是指水平井段与垂直井段相交的另一个点，也是水平井段的终点。
B点的选择同样需要考虑地质条件和工程要求，以确保水平井段能够覆盖到目标油层的合适位置。
B点的选择需要考虑以下几个因素： - 油层的产能和厚度：B点应选择在目标油层的产能较好、厚度较大的位置，以便最大限度地开采油气资源。
- 地质构造和断层情况：B点应避开地质构造和断层带，以减少钻井风险。
- 井眼角度和井眼位置：B点的选择需要考虑井眼的角度和位置，以便后续的钻井作业能够顺利进行。
水平井
水平井无论是定向井，还是水平井，控制井眼轨迹的最终目的都是要按设计要求中靶。
但因水平井的井身剖面特点、目的层靶区的要求等与普通定向井和多目标井不同，在井眼轨迹控制方面具有许多与定向井、多目标井不同的新概念，需要建立一套新的概念和理论体系来作为水平井井眼轨迹控制的理论依据和指导思想。
在长、中半径水平井的井眼轨迹控制模式的形成和验证过程中，针对不断出现的轨迹控制问题，建立了适应于水平井轨迹控制特点的几个新概念。
地质给出的水平井靶区通常是一个在目的层内以设计的水平井眼轨道为轴线的柱状靶，其横截面多为矩形或圆。
可以把这个柱状靶看成是由无数个相互平行的法面平面组成，因此，控制水平井井眼轨迹中靶，与普通定向井、多目标井是个截然不同的新概念，主要体现是: 井眼轨迹中靶时进入的平面是一个法平面（也称目标窗口），但中靶的靶区不是一个平面，而是一个柱状体，因此，不仅要求实钻轨迹点在窗口平面的设计范围内，而且要求点的矢量方向符合设计，使实钻轨迹点在进入目标窗口平面后的每一个点都处于靶柱所限制的范围内。
也就是说，控制水平井井眼轨迹中靶的要素是实钻轨迹在靶柱内的每一点的位置要到位（即入靶点的井斜角、方位角、垂深和位移在设计要求的范围内），也就是我们所讲的矢量中靶。
对一口实钻水平井，从造斜点到目的层入靶点的设计垂深增量和水平位移增量是一定的，如果实钻轨迹点的位置和矢量方向偏离设计轨道，势必改变待钻井眼的垂深增量和位移增量的关系，也直接影响到待钻井眼轨迹的中靶精度。
水平井钻井工程设计中所给定的钻具组合是在一定的理论计算和实践经验的基础上得出的，随着理性认识的深化和实践经验总结，设计的钻具组合钻出实际井眼轨迹与设计轨道曲线的符合程度会不断提高。
但是，由于井下条件的复杂性和多变性，这个符合程度总是相对的。
实钻井眼轨迹点的位置相对于设计轨道曲线总是会提前、或适中、或滞后，点的井斜角大小也可能是超前、适中、或滞后。
实钻轨迹点的位置和点的井斜角大小对待钻井眼轨迹中靶的影响规律是：①实钻轨迹点的位置超前，•相当于缩短了靶前位移。
定向及水平井简介
对钻井设备和技术的要求较高 ，需要专业的定向井工程师团
队。
在某些情况下，可能存在井眼 轨迹控制难度大、油层污染等
问题。
水平井的优缺点
优点 可以实现长水平段穿越油层，提高油藏的开采效率。
对于薄油层和复杂油藏的开采具有重要意义。
水平井的优缺点
• 可以有效利用地层自然裂缝，提高油藏的开采效 率。
水平井的优缺点
01
缺点
02
钻井过程中需要控制好水平段的稳定性， 避免出现卡钻等事故。
03
对钻井设备和技术的要求较高，需要专业 的水平井工程师团队。
04
在某些情况下，可能存在水平段稳定性差 、油层污染等问题。
定向井与水平井的适用范围及选择依据
适用范围
定向井适用于需要大范围水平位移的油藏开采，如海上油田、复杂断块 油田等。
岩屑携带
定向钻井过程中，岩屑容易堆积在井 底，影响钻进效率。可以采用高压喷 射钻头、空气钻头等新型钻头，提高 岩屑携带能力。
地层适应性
不同地层对钻头、钻具和工艺有不同 的要求，需要根据地层特点选择合适 的钻头、钻具和工艺。
03
水平井钻井技术
水平井钻井设备及工具
01
02
03
04
钻机
用于钻进水平井的钻机，通常 采用顶部驱动钻井系统。
岩屑携带
水平井钻进过程中，岩屑容易堆积在井底，影响钻进效率 。可以采用高压喷射钻井技术来解决这一问题。
井壁稳定
水平井钻进过程中，容易发生井壁失稳现象，可以采用合 理的钻井液体系和稳定剂来解决这一问题。
完井作业
水平井完井作业过程中，需要采用特殊的完井技术，以确 保水平段的密封性和稳定性。可以采用先进的完井技术和 工具来解决这一问题。
水平井技术
无限制
短半径水平井
90°~ 300°/30米 19.1 ~ 5.73米 6 1/4″~ 4 3/4″ 铰接马达或转盘钻柔性组合
2 7/8″钻杆 要求测斜仪器具有柔性
需要配备顶部驱动系统或动 力水龙头 只限于裸眼或割缝管
长半径水平井特点
1.
优点
2. 1．穿透油层段最长(可以>1000米)
水平井技术
水平井概述
一、水平井的定义 二、水平井开发的技术优势 三、 适合水平井开发的油藏类型 四、水平井的分类及特点 五、水平井钻井的主要困难
20世纪石油工业十项顶尖技术
水平井定义
API没有明确的定义。
A good definition would be “Any well put in a reservoir designed to expose as much porosity and permeability, and contact as many sweet spots as possible”
位移比最小
中半径水平井特点
1.
优点
缺点
2. 1． 进入油层时无效井段较短
1．要求使用MWD测量系统
3. 2． 使用的井下工具接近常规工具 ２．要求使用抗压缩钻杆
4. 3． 使用动力钻具或导向钻井系统
5. 4． 离构造控制点较近
6. 5． 可使用常规的套购及完井方法
7. 6． 井下扭矩及阻力较小
8. 7． 较高及较稳定的造率
随着技术的进步和经验的增加，水平井成本已大幅度降 低，周期明显缩短。自1987年至今奥斯汀白垩系地层水 平 钻井（平均测量井深3000多米）有如下特点：
平均钻井周期由原来的40天/井降至10天/井； 油层井眼直径由原来的8-1/2英寸降至4-1/2英寸； 造斜率由原来的10-12度/30米增至20度/30米； 用清水加聚合物作泥浆（最大比重1.3）并配备有完
水平井简介
裸眼封隔器
优点：生产损失最少、具有隔层的优点 缺点：控制生产能力一般、费用中等以上
下套管固井射孔
优点：完全控制生产、具有隔层的优点 缺点：无法知道产量损失、费用中等以上
水平井完井 水平井完井方式比较
裸眼
优点：无产量损失、成本最低 缺点：控制生产能力差、裸眼会消失、不可
水平井的应用 水平井的用途
不用补充井开采不规则油气藏
限制不希望的地层流体的侵入
保护油气藏能量，达到最大采收率
穿越直井不能钻到的垂直裂缝性油 气藏
通过额外的油气藏裸露，增大低渗 透油气藏的产量
通过增加油气藏裸露面积，最大限 度地提高低能油气藏的产量
无法接近的油气藏
四口水平井构成的丛式井组就可以有 效的开采某一储层。在相同情况下，可能需 要20口井才能满足开采要求
钻杆至地面（在 垂直井眼内）
井底造斜钻具
钻铤（在垂直井 眼内）
MWD无线随钻
加重钻杆（穿过 造斜段）
无磁钻铤或无 磁钻杆
无磁钻铤或无磁 钻杆（有防磨带）
低速、高扭矩 造斜马达
钻头
中半径水赤平水井宝元中半径水平井井身结构
表层133/8″ 153/8 ″或171/2 ″
地层
压力系数 机械钻速
重庆统 1.0 5.5m/h
测试产层 参数和确 定垂直深
度
水平段
中半径水平井
领眼剖面
PILOT HOLE PROFILE
第一造斜段
稳斜段
垂直测试井眼
第二造斜段
Pilot hole 领眼
确定领 眼右边 的油气 层是否 断掉
Target TVD目标水垂平深段
水平井井筒流态分析方法
水平井井筒流态分析方法1. 引言1.1 背景介绍水平井是一种在地下水平方向钻探开采资源的钻井方式，在石油、天然气等领域被广泛应用。
相较于传统的垂直井，水平井具有钻采效率高、产量大、开采成本低等优势，因此受到了广泛关注和应用。
在水平井井筒内，流体的运动状态对井下压力、产量等参数产生了重要影响，因此需要对水平井井筒流态进行分析研究。
水平井井筒流态分析是针对水平井内流体运动特点进行的研究，旨在探讨流体在水平井井筒内的流速、压力分布等参数规律。
通过对水平井井筒流态的分析，能够更好地了解井下流体的运动状态，为提高水平井的采油效率、优化井下生产操作提供重要参考依据。
本文将对水平井井筒流态特点、分析方法进行介绍，并结合压力梯度分析、流速分析等方法，探讨水平井井筒流态的规律和特点。
通过案例分析展示水平井井筒流态分析方法在实际生产中的应用与意义。
结合现有研究成果总结观点，展望水平井井筒流态分析方法在未来的发展方向和应用前景。
1.2 研究意义水平井在油田开发中具有重要作用，井筒内的流态分析对于了解地层状态、优化生产操作具有重要意义。
水平井井筒流态研究的意义主要体现在以下几个方面：1. 安全生产：水平井井筒内的流态特点直接影响井下环境，对井筒固液分离效果、防喷溢能力等安全生产因素具有重要影响。
通过深入研究水平井的流态特点，可以有效提升井下作业的安全性。
2. 提高产能：井筒内的流态状态直接影响油气的产能，通过深入研究井筒内流体的运动规律和特性，可以有针对性地优化对应井筒的生产措施，提高产能，提升油田的整体生产水平。
3. 节约成本：对水平井井筒流态的准确分析可以帮助企业更好地控制生产成本，合理规划生产方案，减少不必要的能源浪费和设备损耗，从而降低生产成本，提高经济效益。
水平井井筒流态分析具有重要的研究意义，对于提升油田生产效率、保障安全生产、节约生产成本具有积极的意义和价值。
在未来的研究中，继续深入探究水平井井筒流态特点，不断完善分析方法，将对油田开发和生产管理带来更多的实际效益和发展机遇。
水平井与分支井修井配套技术
4.1 水平井连续冲砂技术
冲砂液由冲砂液入口入井后，在井口装
c.
置的密封件阻止作用下，冲砂液从环空向
常
下移动，携带砂子进入冲砂管柱内部向上
压 连 移动，向上移动过程中受到冲砂液变换机
反 循 环 连 续
续 冲
构的阻流部分的作用，经过转换部分进入
砂 上部内外管柱环空，通过冲砂液出口返至
工 地面。在冲砂过程中，井口装置和冲砂液
一 水平井与分支井简介
1.2 侧钻水平井
特点：
利用老井套管 成本低 井眼尺寸小 修井难度大
辽河石油勘探局工程技术研究院
4
一 水平井与分支井简介
1.3 SAGD
成对水平井
上方水平 井眼注蒸 汽
下方水平 井眼重力 泄油
一 水平井与分支井简介
1.4 分支井
分支井的井眼轨迹： 有直井、斜井和水
平井三种。
的密封件阻止作用下，冲砂液从环空向下移
d. 低 压 反
动。通过下部内外管柱环空，隔绝了冲砂液
连 与低压地层直接接触，携带砂子进入冲砂管
续 冲
柱内部向上移动。在冲砂液向上移动过程中，
循 砂 受到变换机构阻流部分的作用，经过转换部
环 工 分进入上部内外管柱环空，通过冲砂液出口
连 艺 返至地面。在冲砂过程中，井口装置和冲砂
艺 在冲砂过程中，井口装置和冲砂液变换机
冲
构的管堵部分使冲砂液与上部油管隔开，
砂
达到在冲砂过程中不停泵就可接单根，从
而实现连续冲砂。
辽河石油勘探局工程技术研究院
30
4.1 水平井连续冲砂技术
b.
低 压 正 循 环 连 续 冲
连 续 冲 砂 原 理 图
水平井水平段轨迹控制课件
应用范围扩大
随着技术的进步和应用的不断扩 大，水平井的应用范围越来越广 泛，已经成为石油、天然气和矿 产开发中的重要技术手段之一。
02 水平井轨迹控制技术
CHAPTER
水平井轨迹控制的基本原理
01
水平井轨迹控制的基本原理是通 过钻具组合的设计和钻进参数的 优化，实现对井眼轨迹的精确控 制。
产数据等。
控制优化
03
根据预测模型，优化控制参数如水平段位置、钻井液排量等，
实现水平段轨迹的精确控制。
基于优化算法的智能控制策略
优化算法控制策略
利用遗传算法、粒子群算法等优 化算法，寻找最优的控制参数组
合。
遗传算法
通过模拟生物进化过程，寻找最优 解。在水平井轨迹控制中，可应用 于寻找最优的钻井液排量、水平段 位置等参数组合。
基于人工智能的自适应控制的水平井轨迹控制实例
基于人工智能的自适应控制是一种新兴的控制方法，通过机器学习等技术对系统进行学习和 自适应。在水平井轨迹控制中，可以使用人工智能技术对地下井眼模型进行学习和自适应， 并制定相应的控制策略。
基于人工智能的自适应控制的优势在于能够自适应地处理复杂的非线性系统，并具有较好的 泛化性能。此外，人工智能技术可以处理大量的数据，并通过数据挖掘等技术提取出有用的 信息。
要点三
测量与导向系统
测量与导向系统是实现水平井轨迹控 制的关键技术之一。目前，该领域仍 存在一些技术瓶颈，如测量精度不高 、导向稳定性不足等。这些问题的解 决需要进一步研究和改进测量与导向 系统技术。
06 结论与展望
CHAPTER
主要结论
水平井水平段轨迹控制技术的发 展趋势是高效、精准、智能化。
• 水平井轨迹控制需要解决防斜打直问题，确保井眼 轨迹的垂直性和稳定性。
第七章----水平井技术
第七章水平井技术7.1 水平井的定义所谓水平井，是这样一种定向井，其最大井斜度达到90°左右(一般大于85°就叫水平井)，且在目的层内维持一定长度的水平的或近水平井段。
八十年代以来水平井钻井技术的不断成熟主要归功于整个定向钻井技术，它是定向钻井技术发展的重大进步。
7.2 水平井的分类及其特点目前，根据造斜井段的曲率半径，水平井可以分为四种类型：长半径、中半径、短半径水平井(见图7-1)和超短半径水平井。
①长半径水平井系统水平井钻井技术已经进入新的历史时期，但是长曲率半径系统仍然有着它的应用领域，在勘探和探明油田面积方面利用长半径系统成功地钻出了许多水平井。
对于海上钻井平台，大跨度或综合考虑障碍的井口位置和在城市下面的油田等，最好使用长半径。
通常来说，长曲率半径水平井是采用常规的井下工具。
这一类型的水平井的造斜点比较靠近井口；由于曲率半径大，能达到较大的水平位移。
②中半径水平钻井系统从广义上讲，这一钻井系统的水平井眼是根据API对钻柱的弯曲和扭转的复合应力所给出的极限值，进行有效的钻井作业。
经实践，最大的实际狗腿严重度在旋转钻方式中为20°/100ft，在定向钻方式中可达30°/100ft。
中半径水平井系统的适用范围很大，而且在北海、墨西哥湾、洛杉矾和阿拉斯加的北部作业中取得了巨大的成功。
它成功地应用于解决水锥、气锥、生物礁和裂缝地层的油层的开发。
虽然油层的自然性质对于中半径水平井系统的使用性有着某些影响，但是比长半径系统少多了。
尽管钻井液的漏失使得作业复杂化，但钻裂缝性油层的最经济方法在目前来说还是首推中半径水平井。
中半径弯曲井段所需要的垂直深度比长半径系统的深度小得多，许多复杂的井段能够在中曲率半径水平井的垂直井段顺利通过。
并且能在钻弯曲井段和水平井段之前下入套管将其封固。
当然，这样做可能因为增加下套管井深而多一些费用，但是在比较短的弯曲井眼中钻进能够节省时间和减少潜在的井眼复杂情况。
水平井技术课件
水平井完井液
钻井液
在钻进过程中使用的液体，具有携带岩屑、平衡 地层压力等功能。
完井液
在钻达目的层后，用于保护油气层的钻井液，具 有低渗透性、稳定性等特点。
油气分离液
用于将钻采出的油气进行分离的液体，具有高效 分离和低伤害性。
水平井完井工艺
钻进工艺
采用定向钻井技术，控制钻头 沿着设计轨迹钻进，形成水平
05
水平井技术案例分析
案例一：某油田的水平井钻井实践
总结词：成功应用
详细描述：某油田在钻井过程中采用了水平井技术，通过精心设计和施工，成功 地完成了钻井作业。该案例展示了水平井技术在提高油田采收率方面的应用效果 。
案例二：某气田的水平井完井实践
总结词：高效益
详细描述：某气田在完井过程中采用了水平井技术，有效提高了单井产能和采收率。该案例证明了水平井技术在气田开发中 的高效益，为类似气田的开发提供了借鉴。
案例三：某油田的水平井增产实践
总结词：显著增产
详细描述：某油田通过采用水平井技术，实现了单井产量的显著提升。该案例进一步证实了水平井技 术在油田增产方面的优势，为其他油田提供了可复制的成功经验。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
完井工艺
钻达目的层后，进行完井作业， 包括固井、射孔、酸化等，以实 现油气资源的有效开发。
03
水平井完井技术
水平井完井设备
水平井钻机
用于钻凿水平井段的钻机，具备大扭矩和稳定性的特 点。
井下测量仪器
用于监测钻进过程中的井斜、方位角等参数，确保井 眼轨迹的准确性。
井口装置
包括防喷器、采油树等设备，用于控制井口压力和油 气流动。
水平井技术的发展历程
水平井
93.1
1755.69
646.83
0.5331
5 1/2″套管开窗侧钻水平井
2600
2408
96.5
2042
265.9
0.60
109
2005
中原油田
15
濮1-侧平193
5 1/2″套管开窗侧钻水平井
2788
2401
91.3
2137
500
0.60
158.11
2）测深：测点的井深，是以测量装置（Angle Unit）的中点所在井深为准。
3）井斜角：该测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角（见图1．1）。井斜角常以希腊字母α表示，单位为度。
4）井斜方位角：是指以正北方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度（见图1．2）。井斜方位角常以希腊字母Φ表示，单位为度。实际应用过程中常常简称为方位角。
多种无线随钻测斜系统投入工业使用和发展了电子测量系统和陀螺测量系统
定向井钻井水平
精度要求不高
中深定向井
可打准确度较高的定向救援井和大组丛式井
钻成大量水平井，从大半径水平井到小半径水平井、多底泄油井
我国定向钻井技术发展情况
内容年代
60年代
80年代
90年代
剖面设计及轨迹计算方法
设计采用查表法、图解法等精度不高的方法
95.2
5399.99
337.81
1.4
276.7
2004
塔河油田
3
丰收3-平1
8 1/2″井眼常规水平井
2448.28
2120.7
96.2
1690
669.1
0.38
333.48
2004
水平井完井工艺技术
水平井完井工艺技术水平井是指与地表垂直井相比，井身倾斜角度在70度至90度之间，并且是在目标层内以水平方向钻探出来的井。
水平井在石油、天然气等资源勘探开发中具有重要意义，因为它可以最大限度地拓展产能，并提高资源的采收率。
水平井完井工艺技术是指在水平井钻探完毕后，进行井身完井以保证产能有效释放和生产设备的安装。
下面将介绍水平井完井工艺技术的几个关键步骤。
首先是井筒清洗。
井筒清洗是指将井底残留物和钻井液冲掉，以净化井筒环境。
该步骤使用高压水冲洗井底，将残留物冲刷到井口，并通过抽泵设备将其抽出。
接下来是井筒壁完井。
井筒壁完井是指在井筒内铺设一层水泥浆或涂饰一层聚合物涂料，以加固和保护井壁。
这一步骤可以防止井筒塌陷、砂浆渗入井内以及地层污染。
然后是套管固井。
套管固井是指在水平井内铺设套管，并通过向套管外注入水泥浆来加固井壁。
这样可以防止井筒塌陷和地层涌入，保证井筒的稳定性和完整性。
最后是水平井井口装置和设备的安装。
这包括安装油气产量计量装置、防喷器、管柱软接头、泥浆泵等设备，并进行连接和调试。
这些设备的安装能够实现对水平井产能的有效释放和产量的测量。
水平井完井工艺技术具有复杂性和重要性，需要经验丰富的工程师和技术人员进行操作。
通过科学合理的井筒清洗、井筒壁完井、套管固井以及设备安装，可以保证水平井的高效生产和资源采收。
同时，合理的完井工艺技术也能够降低井筒的维修和施工风险，提高生产设备的使用寿命和运行效率。
水平井是目前石油、天然气勘探开发领域的重要技术之一，它能够充分利用油气层的储量，提高采收率。
而水平井完井工艺技术作为水平井开发中不可或缺的环节，对于确保井筒的稳定性和生产设备的安全运行至关重要。
在水平井完井工艺技术中，井筒清洗、井筒壁完井、套管固井和设备安装是重点环节，下面将对这几个环节进行详细介绍。
井筒清洗是水平井完井的第一步。
其目的是清除井底残留物和钻井液，净化井筒环境，保证井壁的清洁。
水平井通常是在地表水平段结束后开始完井的，而地表水平段施工时难免会有残留物和泥浆进入井底，因此需要进行井筒清洗。
定向井、水平井基本术语
定向井、水平井基本术语1、井深：指井口（转盘面）至测点的井眼实际长度，人们常称为斜深。
国外称为测量深度（Measure Depth）。
2、测深：测点的井深，是以测量装置（Angle Unit）的中点所在井深为准。
3、井斜角：该测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角（见图 1.2）。
•井斜角常以希腊字母α表示，单位为度。
4、井斜方位角：是指以正比方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度（见图1.3）。
•井斜方位角常以希腊字母Φ表示，单位为度。
实际应用过程中常常简称为方位角。
图1.1磁偏角示意图5、磁方位角：磁力测斜仪测得的井斜方位角是以地球磁北方位线为准的，称磁方位角。
6、磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重合，两者之间有一个夹角，这个夹角称为磁偏角。
磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分，当磁北方位线在正北方位线以东时，称为东偏角；当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁偏角。
•进行磁偏角校正时按以下公式计算：00真方位角＝磁方位角＋东偏磁偏角真方位角＝磁方位角－西偏磁偏角7）井斜变化率：是指井斜角随井深变化的快慢程度，常以Kα表示，•精确的讲井斜变化率是井斜角度（α）对井深（L•）的一阶导数。
dαKα＝───dL井斜变化率的单位常以每100米度表示。
8）井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率，•是指井斜方位角随井深变化的快慢程度，常用KΦ表示。
计算公式如下：dΦＫΦ＝───dL井斜方位变化率的单位常以每100米度进行表示。
9）全角变化率（狗腿严重或井眼曲率）：从井眼内的一个点到另一个点，井眼前进方向变化的角度(两点处井眼前进方向线之间的夹角），该角度既反映了井斜角度的变化又反映了方位角度的变化，通常称为全角变化值。
•两点间的全角变化值γ相对与两点间井眼长度ΔL变化的快慢及为全角变化率。
用化式表达如下：γＫ＝───ΔL实际钻井中，井眼曲率的计算方法：目前计算井眼曲率的方法有很多。
有公式法、查表法、图解法、查图法和尺算法五种。
水平井分支井完井工艺技术
水平井分支井完井工艺技术水平井和分支井是石油勘探开发领域中常用的完井工艺技术。
水平井通常用于改善油田开采效果，而分支井则常用于开采难以到达的底部油层。
水平井完井工艺技术采取了一系列步骤，首先是选定合适的井位。
然后，通过钻井工艺，将井孔扩大到相应的水平段长度。
接下来是套管下入和水平段贯通，使用扩孔器对水平段进行扩孔处理。
在经过钻井液清洗井孔的工序之后，就可以进行水平井导向装置的安装了。
导向装置的作用是保证水平井在水平段中的定向钻进，使得井孔与油层的接触面积更大。
分支井完井工艺技术则与水平井有所不同。
在井眼清洗和套管下入过程之后，需要进行便携井眼下入器的安装。
便携井眼下入器的设计使得它可以在井眼内垂直导向，以便在需要的地方进行分支井贯通作业。
一旦在适当的地方完成贯通操作，井眼下入器就会将分支井导向到底部油层。
不论是水平井还是分支井，完井工艺技术的核心目标都是最大限度地增加与油层接触的面积，提高油井的产能。
在完井过程中，不仅需要合理选择井位和完井装备，还需要注意施工过程中的质量控制。
例如，钻完水平段后，对井孔进行质量评估，确保井眼质量符合要求。
在井眼下入套管时，还需要特别关注套管的质量，以保证其在油井压力下的可靠性。
总之，水平井和分支井的完井工艺技术是石油勘探开发的重要环节。
正确选择井位、合理安装完井装备以及保证施工质量，能够最大限度地提高油田开采效果，为石油勘探开发做出贡献。
水平井和分支井是石油勘探开发领域中常用的完井工艺技术。
水平井通常用于改善油田开采效果，而分支井则常用于开采难以到达的底部油层。
水平井完井工艺技术采取了一系列步骤，首先是选定合适的井位。
井位选择的关键是确定油层的特征和开采目标，同时考虑地质条件和工程可行性。
根据地质、地层和其他条件，工程师利用必要的地质数据和工程参数，进行井位优选，并进行模拟和评估，最终确定最佳井位。
然后，通过钻井工艺，将井孔扩大到相应的水平段长度。
这个过程需要使用钻机和合适的钻具，根据设计要求实施作业。
定向及水平井简介
定 向
定向工具的选择
1、同一弯度的螺杆，因螺杆弯点位置的不同，螺杆扶正器尺寸不同， 同一弯度的螺杆，因螺杆弯点位置的不同，螺杆扶正器尺寸不同， 弯点位置是否加厚，进尺快慢不同，地层倾角的不同， 弯点位置是否加厚，进尺快慢不同，地层倾角的不同，定向造斜率 是不一样的。 是不一样的。 2、某一度数的螺杆，在起步定向时的造斜率要低于这一螺杆的平均造 某一度数的螺杆， 。（Φ172mm1.5º螺杆，起步定向时的造斜率17 23º/100m， 17斜率。（Φ172mm1.5º螺杆，起步定向时的造斜率17-23º/100m，平均造
建议：造斜点到目的层的轨迹有无数条，只 造斜点到目的层的轨迹有无数条，
要增斜井段狗腿度满足设计要求，实钻轨迹 要增斜井段狗腿度满足设计要求， 满足地质避水等要求， 满足地质避水等要求，是否可以不必太要求 轨迹复合率。太要求轨迹复合率， 轨迹复合率。太要求轨迹复合率，增加了轨 迹调整次数，增加施工周期。 迹调整次数，增加施工周期。 尤其是在定向井和长稳斜井段。 尤其是在定向井和长稳斜井段。
定向井与直井对比 定向井与直井对比： 对比：
1、定向井有定向滑动钻进作业； 定向井有定向滑动钻进作业； 2、经常测井斜、方位; 经常测井斜、方位; 3、钻压失真、扭矩大； 钻压失真、扭矩大； 失真 4、起下钻频繁； 起下钻频繁； 5、泥浆性能要求严（携屑、润滑、 泥浆性能要求严（携屑、润滑、 井壁稳定）。 井壁稳定）。 6、定向井钻具事故多（粘附、键 定向井钻具事故多（粘附、 槽、疲劳）。 疲劳）。
定向井的基本概念
定向井的基本要素
测深— 井口至测点处的井眼实长， 测深— 井口至测点处的井眼实长，米。 井斜角— 测点处井眼方向线（切线，指前）与重力线间的夹角， 井斜角— 测点处井眼方向线（切线，指前）与重力线间的夹角，度。 方位角— 测点处正北方向至井眼方向线在水平面投影线间夹角， 方位角— 测点处正北方向至井眼方向线在水平面投影线间夹角，度。 井斜变化率 — 井斜角对井深的变化率，度/30米、度/100米。 井斜角对井深的变化率， /30米 /100米 方位变化率 — 方位角对井深的变化率，度/30米、度/100米。 方位角对井深的变化率， /30米 /100米 垂深 — 测点的垂直深度，米。 测点的垂直深度， 水平位移— 测点至井口所在的铅垂线的距离， 水平位移— 测点至井口所在的铅垂线的距离，米 。 闭 合 距— 井底的水平位移，米。 井底的水平位移， 闭合方位角— 闭合方位角— 在水平投影图上测点处正北方向与闭合方位线间的夹 角，度 。 投影位移（视位移） 测点水平位移在设计方位线上的投影， 投影位移（视位移）— 测点水平位移在设计方位线上的投影，米。
水平井基本知识
由于水平井特殊的井眼轨迹，再加上井眼 加固和采油生产等方面的需要，必须在完井时 下入许多配套管柱和工具，使得水平井的井身 结构较为复杂。
4、水平井的典型井身结构
筛管完井
339.7mm （或273.05mm） 444.5mm（或346.0mm）
水泥4、水平井的典型井身结构
有效提高采收率，助推难采难动用储量升级，使水平 井技术成为各类油气藏转换开发方式的有效手段。
3、水平井的井眼轨迹
水平井的井眼轨迹一般包括垂直段、造斜段和水平段。
侧钻水平井
常规水平井
鱼骨分支井
分支水平井
“L”井眼水平井
边水
顶水 馆陶组
水平段
由于开采相邻薄层等的需要，现在还可以钻台阶水平井。
4、水平井的典型井身结构
水平井基本知识
1、水平井的概念
水平井，是在垂直或倾斜地钻达油层后，井 斜角大于85°，井眼轨迹接近于水平，以与油 层保持平行，得以长井段的在油层中钻进直到 完井的油井。
水平井穿过油层井段的长度可以达上百米乃至 数千米，以最大限度地增加油层裸露面积，有利于 提高油井产量和储层的采收率。
2、国内外水平井现状
尾管固井射孔完井
水泥返高 尾管悬挂密封 射孔尾管 固井水泥环
4、水平井的典型井身结构
筛管完井的侧钻水平井
5、水平井的完井方式
水平井最常见的完井方式有三种： 筛管完井 套管完井 裸眼完井 由于水平井井眼轨迹的特殊性、井身结构的复 杂性、水平段完井管柱的受力不平衡和完井方式的 先天性不足等因素的影响，决定了水平井修井技术 难度高、风险大、投入高。
水平井技术于20世纪20年代提出，40年代付诸实施， 80年代相继在美国、加拿大、法国等国家得到广泛的工业 化应用，并由此形成一股研究、应用水平井技术的高潮。
水平井钻井技术
无底水、无气顶油藏，水平段宜于油层中部; 有底水或气
顶油藏，水平段应尽量远离油、气、水界面；重油油藏，水平 段应在油层下部，使密度较大的稠油借助重力流入井眼。
H 90
三、水平井靶区参数设计
4、水平井靶体设计 水平井靶体设计实质：确定水平段位置的允许偏差范围， 允许偏差限制过严会加大井眼控制难度与钻井成本。 靶体垂向允许偏差必须等于或小于油层厚度。靶体上下边 界对称于水平段设计位置，但也可以不对称。 靶体横向允许偏差一般是垂向允许偏差的几倍(多为5倍) 加大靶窗宽度， 有利于降低着陆控 制难度。减少水平 钻进时纠方位的麻 烦。
第一节水平井设计中的几个问题
三、水平井靶区参数设计 水平井的靶区：一般是一个包含水平段的长
方体或拟柱体。
靶区参数：主要包括水平井段井径、方位、 长度，水平段井斜角、水平段的垂向位置，水平 井靶区形状尺寸及允许偏差范围。
H 90
三、水平井靶区参数设计
1、水平段长度设计
设计方法：根据油井产量要求，计算最佳水平段长度，综 合考虑钻柱摩阻、钻机能力、井眼稳定周期等因素的限制。 2、水平段井斜角确定 水平段井斜角应综合考虑地层倾角、地层走向、油层厚 度等因素。我国的石油水平井段的井斜角一般是不小于86º 。 在通常情况下，水平段与油层面平行，其井斜角为：
H 90
四、水平井剖面设计
（1）单弧剖面 又称“直—增—水平” 剖面，由直井段、增斜段 和水平段组成。突出特点 是用一种造斜率使井身由 0º 增至最大井斜角αH 。 这种剖面适用于目的层顶 界与工具造斜率都十分确 定条件下的水平井剖面设 计。常用于短半径水平井。
第二节 水平井的经济效益与应用前景
水平井基本概念
水平井基本概念靶窗：靶体的前端面，又俗称窗口。
靶底：靶体的后端面。
设计着陆点：水平井的增斜段设计线与靶窗的交点，又称设计瞄准点，通常又叫A点，又习惯成为靶心。
设计井斜角（αH）：A点的井斜角。
水平井井斜角范围：按我国石油水平井的规定，αH一般应大于86°。
设计靶心线：靶窗内通过A点的两条正交的基准线。
实际着陆点：水平段实钻轨道与靶窗平面的交点A′。
实际着陆点的井斜角α为（必须等于设计井斜角αH。
）实际着陆点应是增斜井段延长线中第一个井斜角等于设计值αH的点。
实际终止点：水平段实钻轨道与靶底平面的交点B′。
着陆点纵距：实际着陆点到设计靶心线纵轴的距离。
着陆点横距：实际着陆点到设计靶心线横轴的距离。
靶心设计平面：通过靶窗、靶底内水平靶心线的平面。
铅锤投影点：实钻水平曲线上某点的铅垂线与靶心设计平面的交点。
铅垂距：实钻水平曲线上某点到铅垂投影点间的距离。
靶上最大波动高度：实钻水平曲线在靶心设计平面以上部分的最大铅垂距，用+h U表示（+表示靶上部）。
靶下最大波动高度：实钻水平曲线在靶心设计平面以下部分的最大铅垂距，用-h U表示（-表示靶下部）。
平均偏离高度：实钻水平曲线上所有点的铅垂距的平均值。
设计靶前位移：设计着陆点到直井段延长线的距离（用S A表示；又叫设计靶前距）。
实际靶前位移：实际着陆点到直井段延长线的距离（用S A′表示；又叫实际靶前距）。
平差：实际靶前距与设计靶前距的差植。
水平段实钻轨道的波动高度（又叫波动全高）计算：1，当实钻水平段曲线在靶心设计平面同侧（上侧或下侧），波动全高等于实钻曲线上的最大、最小铅垂距的绝对值之差。
2，当实钻水平段曲线在靶心设计平面两侧，波动全高等于实钻曲线上的最大、最小铅垂距的绝对值之和。
对水平井着陆控制和水平控制的基本要求是：1，实际着陆点必须不超出靶窗。
2，在水平控制中实钻轨道不得穿出靶体。
长、中、短半径水平井的工艺特点类型工艺长半径中半径短半径造斜率＜8°/30m＜2．66°/10m （8°～30°）/30m（2．66°～10°）/10m（90°～300°）/30m（30°～100°）/10m曲率半径＞286.5m 286.5～86m 19.1～5.73m 井眼尺寸无限制无限制61/4″, 43/4″钻井方式造斜段：弯接头+直螺杆或弯外壳马达常规转盘钻或导向复合钻造斜段：弯外壳马达或Gillgan常规转盘钻或导向复合钻铰接马达方式转盘钻柔性组合钻杆常规钻杆常规钻杆及加重钻杆27/8″钻杆测斜工具无限制常规有线；多点；MWD 柔性有线；柔性MWD 取心工具常规工具常规工具岩心筒长1米地面设备常规钻机常规钻机动力水龙头；顶驱完井方式无限制无限制只限裸眼；割缝管中曲率井眼内几种钻具的特性：一常规转盘钻BHA（钻具）：一般而言，当井眼曲率K＜1°/10m时弯接头角度与井斜变化率（立林直螺杆长7～8米）。
水平井
1、大斜度井/水平井定义2、射孔技术难点：起爆，长井段传爆，定向，防卡，深度控制3、起爆方式4、传爆技术：补偿式5、水平井射孔枪：结构，规格6、防卡措施7、幻灯8、照片9、一、水平井石油行业定义井斜角达到或接近90°，井身沿着水平方向钻进一定长度的井。
井眼在油层中水平延伸相当长一段长度。
有时为了某种特殊的需要，井斜角可以超过90°，“向上翘”。
一般来说，水平井适用于薄的油气层或裂缝性油气藏，目的在于增大油气层的裸露面积。
（石油技术辞典> 第四篇钻井工程> ）常规定向井井斜角＜55°大斜度井井斜角55～85°水平井井斜角＞85°（有水平延伸段）二．定向井井身参数实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。
钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。
两个测点之间的距离称为测段长度。
每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。
1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。
2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。
3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面上，方位角可在0—360°之间变化。
方位角也有以象限表示的，以南（S）北（N）方向向东（E）西（W）方向的偏斜表示，如N10°E，S20°W。
4．造斜点：从垂直井段开始倾斜的起点。
5．垂直井深：通过井眼轨迹上某点的水平面到井口的距离。
6．闭合距和闭合方位（l）闭合距：指水平投影面上测点到井口的距离，通常指靶点或井底的位移，而其他测点的闭合距离可称为水平位移。
（2）闭合方位：指水平投影响图上，从正北方向顺时针转至测点与井口连线之间的夹角。
7．井斜变化率和方位变化率：井斜变化率是指单位长度内的井斜角度变化情况，方位变化率是指单位长度内的方位角变化情况，均以度／100米来表示（也可使用度／30米或度／100英尺等）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水平井
水平井石油行业定义
井斜角达到或接近90°，井身沿着水平方向钻进一定长度的井。
如附图所示，井眼在油层中水平延伸相当长一段长度。
有时为了某种特殊的需要，井斜角可以超过90°，“向上翘”。
一般来说，水平井适用于薄的油气层或裂缝性油气藏，目的在于增大油气层的裸露面积。
水平井钻井技术发展概况
1863年，瑞士工程师首先提出钻水平井的建议；
1870年，俄国工程师在勃良斯克市钻成井斜角达60°的井；
瑞典和美国研制出测量井眼空间位置的仪器，1888年俄国也设计出了测斜仪器；
1929年，美国国加利福尼亚州钻成了几米长的水平分支井筒；
30年代，美国开始用挠性钻具组合在垂直井内钻曲率半径小的水平井分支井眼；
1954年苏联钻成第一口水平位移；
1964年—1965年我国钻成两口水平井，磨—3井、巴—24井；
自来80年代以来，随着先进的测量仪器、长寿命马达和新型PDC钻头等技术的发展，水平井钻井大规模高速度的发展起来。
我国水平井钻井在90年代以来也取得了很大发展，胜利油田已完成各种类型水平井百余口，水平井钻井水平和速度不断提高。
水平井类型
根据水平井曲率半径的大小分为：
长半径水平井设计井眼曲率小于6°/30m的水平井；
中半径水平井设计井眼曲率为(6°～20°)/30m的水平井；
中短半径水平井设计井眼曲率为(20°～60°)/30m的水平井；
短半径水平井设计井眼曲率为(60°～300°)/30m的水平井；
超短半径水平井井眼从垂直转向水平的井眼曲率半径为1m～4m
的水平井。
按水平段特性和功能可分为：阶梯水平井，分支水平井，鱼骨状水平井，多底水平井，双水平井，长水平段水平井等。
其它
水平井是指井的透水段（透气段）滤管呈水平放置的抽（注）流体的集水建筑物。
这类井有几个重要特点
1.水向水平井的流动具有较大的垂向分速度
2.井透水段同含水层有较大接触面积
3.井的地表出口可避开地表永久障碍物（飞机跑道、河流、公路和建筑物等）
4.在含水层厚度很小的情况下，也可安装透水段很长的水平井’
在许多实际应用中水平井的以上特点使它在许多领域的应用较竖直井优越得多，一般来讲，水平井大大提高了集水建筑物与地下水非饱和带中的气体、地下油气的接触面积，有效地提高了流体的抽取效率。